【手続補正書】
【提出日】平成17年11月18日(2005.11.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
同一基板上に複数のＴＦＴを形成してなる回路を有する半導体装置において、
前記複数のＴＦＴのチャネル形成領域は珪素でなり、面方位が｛１１０｝配向を示し、且つ結晶粒界において９０％以上の結晶格子に連続性を有し、
前記複数のＴＦＴが示すしきい値電圧（Ｖｔｈ）を母集団としたとき、標準偏差（σ）が０．２Ｖ以下であることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
同一基板上に複数のＴＦＴを形成してなる回路を有する半導体装置において、
前記複数のＴＦＴのチャネル形成領域は珪素でなり、前記複数のＴＦＴのチャネル形成領域に垂直に電子線を照射した際に観測される電子線回折パターンは｛１１０｝配向に特有の規則性を示し、｛１１０｝面に対応する回折斑点が同心円状に広がりを持ち、当該広がりは電子線スポットの中央と回折斑点の中央とを結ぶ線分を中心として±２°に収まり、
前記複数のＴＦＴが示すしきい値電圧（Ｖｔｈ）を母集団としたとき、標準偏差（σ）が０．２Ｖ以下であることを特徴とする半導体装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、前記しきい値電圧は、Ｘ軸にゲート電圧及びＹ軸にドレイン電流の平方根をプロットして得た曲線（ただし、ソース電圧：０Ｖ、ドレイン電圧：１１Ｖ、ゲート電圧：−２０〜２０Ｖで測定）の接線のうち最大傾きをもつ接線が前記Ｘ軸と交差する点の値であることを特徴とする半導体装置。
【請求項４】
同一基板上に複数のＴＦＴを形成してなる回路を有する半導体装置において、
前記複数のＴＦＴのチャネル形成領域は珪素でなり、面方位が｛１１０｝配向を示し、且つ結晶粒界において９０％以上の結晶格子に連続性を有し、
前記複数のＴＦＴが示すサブスレッショルド係数（Ｓ−ｖａｌｕｅ）を母集団とした時、標準偏差（σ）が１０ｍＶ／ｄｅｃ以下であることを特徴とする半導体装置。
【請求項５】
同一基板上に複数のＴＦＴを形成してなる回路を有する半導体装置において、
前記複数のＴＦＴのチャネル形成領域は珪素でなり、前記複数のＴＦＴのチャネル形成領域に垂直に電子線を照射した際に観測される電子線回折パターンは｛１１０｝配向に特有の規則性を示し、｛１１０｝面に対応する回折斑点が同心円状に広がりを持ち、当該広がりは電子線スポットの中央と回折斑点の中央とを結ぶ線分を中心として±２°に収まり、
前記複数のＴＦＴが示すサブスレッショルド係数（Ｓ−ｖａｌｕｅ）を母集団としたとき、標準偏差（σ）が１０ｍＶ／ｄｅｃ以下であることを特徴とする半導体装置。
【請求項６】
請求項４または請求項５において、前記サブスレッショルド係数は、Ｘ軸にゲート電圧及びＹ軸にドレイン電流の平方根をプロットして得た曲線（ただし、ソース電圧：０Ｖ、ドレイン電圧：１Ｖ、ゲート電圧：−２０〜２０Ｖで測定）の接線のうち最大傾きをもつ接線の傾きの逆数であることを特徴とする半導体装置。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６において、前記半導体装置とはオペアンプ回路、カレントミラー回路、Ｄ／Ａコンバータ回路またはＡ／Ｄコンバータ回路であることを特徴とする半導体装置。
【請求項８】
請求項１乃至請求項６において、前記半導体装置とは液晶表示装置、ＥＬ表示装置、マイクロプロセッサ、ＤＲＡＭまたはＳＲＡＭであることを特徴とする半導体装置。
【請求項９】
請求項１乃至請求項６において、前記半導体装置とはビデオカメラ、デジタルカメラ、プロジェクター、ゴーグル型ディスプレイ、カーナビゲーション、パーソナルコンピュータまたは携帯情報端末であることを特徴とする半導体装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
特に、特開平８−７８３２９号公報に記載された技術は上記技術を応用して基板面とほぼ平行な結晶成長を行わすものであり、発明者らは形成された結晶化領域を特に横成長領域（またはラテラル成長領域）と呼んでいる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
本願発明は、その様な要求に答えるものであり、従来のＴＦＴでは作製不可能であった様な高性能な半導体回路を形成しうる高性能且つ特性ばらつきの小さいＴＦＴの作製方法を提供することを課題とする。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
本実施例の場合、非晶質珪素膜１２中において代表的な不純物であるＣ（炭素）、Ｎ（窒素）、Ｏ（酸素）、Ｓ（硫黄）の濃度はいずれも５×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３未満（好ましくは１×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下）となる様に管理している。各不純物がこれ以上の濃度で存在すると、結晶化の際に悪影響を及ぼし、結晶化後の膜質を低下させる原因となりうる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３８】
次に、珪素を含む絶縁膜でなるゲート絶縁膜２１を形成した。ゲート絶縁膜２１の膜厚は後の熱酸化工程による増加分も考慮して２０〜２５０ｎｍ  の範囲で調節すれば良い。また、成膜方法は公知の気相法（プラズマＣＶＤ法、スパッタ法等）を用いれば良い。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４１】
また、ハロゲン元素は酸素に対して０．５〜１０体積％（本実施例では３体積％）の濃度で含有させた。ハロゲン元素を含む化合物ガスとしては、ＨＣｌ、ＨＦ、ＮＦ３、ＨＢｒ、Ｃｌ２、ＣｌＦ３、ＢＣｌ３、Ｆ２、Ｂｒ２から選ばれた一種または複数種のものを用いることが出来る。勿論、ハロゲン元素を添加しないで酸素のみの雰囲気で熱処理を行うこともできる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５３】
次に、基板全体に対してＮ型を付与する不純物（本実施例ではリン）を添加した。本実施例では、まず１回目の不純物添加を高加速電圧で行い、ｎ−領域を形成した。この時、加速電圧が８０ｋｅＶ  程度と高いので不純物元素は活性層表面だけでなく露出したゲート絶縁膜の端部の下にも添加された。このｎ−領域は不純物濃度が  １×１０１８〜１×１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３となる様に調節した。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８６】
この欠陥数の差は電子スピン共鳴分析（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｓｐｉｎ  Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ  ：ＥＳＲ）によってスピン密度の差となって現れる。現状では実施例１の作製工程に従って作製された結晶性珪素膜のスピン密度は少なくとも  ５×１０１７ｓｐｉｎｓ／ｃｍ３以下（好ましくは３×１０１７ｓｐｉｎｓ／ｃｍ３以下）であることが判明している。ただし、この測定値は現存する測定装置の検出限界に近いので、実際のスピン密度はさらに低いと予想される。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１２９】
また、図６（Ａ）において、６０５は酸化珪素膜と窒化珪素膜との積層でなるゲート絶縁膜であり、その上にはゲート配線６０６、６０７が形成した。本実施例ではゲート配線の材料としてタンタル膜上に窒化タンタル膜を積層した積層膜を用いた。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１４３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１４３】
この時、ボロンもゲート配線６０７の内側に回り込んで添加されたため、チャネル形成領域６１１はゲート配線６０７の内側に形成された。また、この工程ではＰＴＦＴ側に形成されていた第１不純物領域６０９及び第２不純物領域６１５をボロンで反転させてＰ型にしている。従って、実際にはもともと第１不純物領域だった部分と第２不純物領域だった部分とで抵抗値が変化するが、十分高い濃度でボロンを添加しているので問題とはならない。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１６４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１６４】
他にも、異種金属層の積層構造（具体的にはＴａ／Ａｌの積層構造やＴａ／Ｔｉの積層構造）としても良いし、金属シリサイドを設けた構造（具体的にはＳｉ／ＷＳｉｘ、Ｓｉ／ＴｉＳｉｘ、Ｓｉ／ＣｏＳｉｘなどシリコンと金属シリサイドとを組み合わせた構造）としても良い。ただし、ゲートは緯線の一部にシリコンを用いる場合は熱酸化やプラズマ酸化等でシリコン表面に酸化シリコン膜を形成しておくことが望ましい。さもないと後にサイドウォールを除去する工程でゲート配線もエッチングされてしまう恐れがある。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１７１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１７１】
さらに、ゲート配線８０８と重ならないＬＤＤ領域となる第２不純物領域８０４がゲート配線から距離をおいて設けられるので、ＴＦＴのオフ電流（ＴＦＴがオフ状態にある時に流れるドレイン電流）の低減に大きく寄与する。また、第１不純物領域８０３で発生したホットキャリアは真上のサイドウォール８０９に向かって注入されるので、チャネル形成領域８０２の真上にトラップ準位を形成することがない。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図８】
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